基于RK3576开发板的GPIO使用说明

1. GPIO简介

1.1  硬件接线原理图

    注意：虽然GPIO可以热插拔，但在没给底板加装外壳保护的情况下，很容易触碰到底板上的器件，甚至板卡附近有金属零件很容易造成板卡短路。因此也建议在插拔外设时，最好确保电源已经完全切断。

   GPIO的输入/输出电压为3.3V，注意电平匹配，否则会损坏芯片引脚或接入设备。

1.2  GPIO硬件资源分布介绍

       gpiod库：需要使用上表的【Chip对象名】和【Line偏移量】。

       sysfs访问方式：需要使用上表的【GPIO系统节点路径】。

1.3  gpiod 简介

       在Linux 4.8开始，加入了libgpiod的支持，而原有基于sysfs的访问方式，将被逐步放弃。因此本文对应的demo主要采用了gpiod方式控制GPIO。gpiod库通过操作chip对象以及line对象，来达到控制GPIO引脚输出电平，或者读取GPIO引脚电平的目的。

       Chip对象名：在调用gpiod_chip_open_by_name获取chip对象时，作为传入参数使用。

       Line偏移量：在调用gpiod_chip_get_line获取line对象时，作为传入参数使用。

       以GPIO1_C4为例，【引脚名称】【Chip对象名】【Line偏移量】三者之间的关系如下方公式所示。

1.4  sysfs访问方式简介

      sysfs控制gpio的方式主要基于内核提供的gpio控制接口文件。也就是通过读写/sys/class/gpio目录下的文件来控制对应的gpio接口。

      pin脚编号：sysfs访问方式均以pin脚编号作为操作依据。

      GPIO系统节点路径：具体的GPIO引脚所对应的节点路径。

     【引脚名称】【GPIO系统节点路径】两者之间的关系如下方公式所示。

       引脚的导出申请：某一引脚在使用前，需要手动向gpio管理器申请导出该引脚资源。

 

echo 52 > /sys/class/gpio/export       ## gpio_request         申请导出相应的gpio

 

      设置该引脚的工作模式：输入或者输出。

 

echo in > /sys/class/gpio/gpio52/direction        ## gpio_direction_output 设置相应gpio为输入方向
## 或者
echo out > /sys/class/gpio/gpio52/direction      ## gpio_direction_output 设置相应gpio为输出方向

 

       根据引脚的工作模式，做相应的控制：写入电平或读取电平。

 

cat /sys/class/gpio/gpio52/value                        ## gpio_get_value       获取gpio当前状态值
## 或者
echo 0 > /sys/class/gpio/gpio52/value               ## gpio_set_value       设置输出低电平
echo 1 > /sys/class/gpio/gpio52/value               ## gpio_set_value       设置输出高电平

 

       引脚的释放申请：引脚使用完毕后，需要手动向gpio管理器申请释放该引脚资源。

 

echo 52 > /sys/class/gpio/unexport   ## gpio_free              释放申请的gpio

 

2. 快速上手

2.1  例程源码下载

      到【百度网盘】上下载相关的单例程序：

      链接：https://pan.baidu.com/s/1RXHMGpmGSEfFy0rb1VkXSg?pwd=1234

      提取码: 1234

      比如在windows环境中，就把单例程序下载到：此电脑D:BaiduNetdisk (无规定，用户可自主选择)，如下图所示。

       然后把例程【复制粘贴】到nfs挂载目录中。（不清楚目录如何构建的，可以参考《入门指南/开发环境准备/nfs服务搭建与挂载》）

2.2  例程编译&运行

      通过adb shell进入开发板环境(不清楚如何通过adb进行调试，可以参考《入门指南/开发板调试方式介绍/adb调试》)，执行下方命令定位到demo目录，并且执行编译操作。

 

cd /home/orin-nano/Desktop/nfs/09_GPIO/
./build.sh

 

       编译成功后，相关的demo会生成在Release目录下。

       执行下方命令以运行demo，如下所示。

 

sudo ./Release/test-gpio

 

       执行效果如下所示。

3. C语言使用案例

       GPIO的C语言使用案例，代码地址为09_GPIO/test-gpio/main.c，供用户编码参考。以下代码展示了对GPIO操作流程：

 

#define ARRAY_SIZE(x) (sizeof(x) / sizeof((x)[0]))
static const GPIOCfg_t gpioCfg_tab[] = {
	{
		.pinName   = "GPIO0_A0",
		.direction = DIR_OUTPUT,
		.val       = 0,
	}, {
		.pinName   = "GPIO0_A5",
		.direction = DIR_INPUT,
		.val       = 0,
	}, {
		.pinName   = "GPIO1_C4",
		.direction = DIR_OUTPUT,
		.val       = 0,
	}, {
		.pinName   = "GPIO1_C5",
		.direction = DIR_INPUT,
		.val       = 0,
	}
};

int main(int argc, char **argv)
{
    gpio_init(gpioCfg_tab, ARRAY_SIZE(gpioCfg_tab));
    
    pin_out_val("GPIO0_A0", 0);
    pin_out_val("GPIO1_C4", 0);
    
    int val = read_pin_val("GPIO0_A5");
    printf("GPIO0_A5 val : %dn", val);
    val = read_pin_val("GPIO1_C5");
    printf("GPIO1_C5 val : %dn", val);
    
	return 0;
}

 

       其中gpio_init()，pin_out_val()，read_pin_val()是基于libgpiod的易用化封装。具体实现于09_GPIO/commonApi/gpio.c

       若用户需要如demo一样地引用libgpiod，需要注意以下两点。

* 需要包含头文件：#include 。

* 编译时，需要加上-lgpiod作为编译参数。

审核编辑 黄宇